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Abi3bp在小鼠下颌骨发育中的表达变化

更新时间:2009-03-28

Abi3bp基因又称Tarsh,其在人类位于3q12.2染色体。人Abi3bp编码的蛋白质由1 075个氨基酸组成,相对分子量约为118 642 Da。Abi3bp广泛表达于骨髓、大脑、心脏和肺等正常组织中,其在调控细胞的衰老、抑制肿瘤的发生、调控间充质干细胞及心肌祖细胞生物学行为等方面具有重要作用。Abi3bp蛋白含有III型纤连蛋白结构域,这种结构能够促进细胞黏附以及组装形成细胞外基质。以往研究表明,Abi3bp与大骨关节病的发生密切相关,但其对下颌骨的作用研究尚未见报道。下颌骨作为全身骨骼发育中较为特殊的组织,主要是通过颅神经嵴细胞迁移至第一鳃弓组织后进一步增殖、分化,通过膜内成骨及软骨内成骨分别形成下颌体以及下颌支[1]。本研究通过免疫组织化学方法,观察了Aabi3bp蛋白在小鼠下颌骨发育过程中的表达特点,为进一步探究其在口腔颌面部发育过程中可能发挥的调控作用提供基础。

1 材料和方法

1.1 实验动物与标本

8~10周龄C57BL/6J成年雌鼠10只、雄鼠5只,饲养于SPF级动物房(上海交通大学医学院附属第九人民医院动物实验中心),体重27~30 g(平均体质量为29.10 g)。雌雄小鼠按2:1合笼,以阴道栓出现的当日中午定为胚胎发育的第0.5天 (简写为E0.5),新生小鼠鼠龄以出生当日中午定为出生后0.5 d(简写为 P0.5)。 取胚胎第 14.5、18.5 天小鼠(简写为 E14.5、E18.5)各 3 只,出生后第 1、14、28 天小鼠(简写为 P1、P14、P28)各 3只,断颈法处死小鼠,分离小鼠头部用以制备下颌骨标本。4%多聚甲醛溶液固定24 h,将P14及 P28小鼠的头部组织于0.5 mol/L EDTA溶液中室温脱钙7~14 d,系列乙醇溶液脱水后石蜡包埋。

[4] Seline Trevisanut, “Search and Rescue Operations in the Mediterranean: Factor of Cooperation or Conflict?” The International Journal of Marine and Coastal Law, No. 25 (2010), pp. 523-542.

1.2 免疫组织化学染色

石蜡标本以5 μm行头部冠状位连续切片,10%多聚赖氨酸处理过的载玻片捞片,60℃烤片2 h。趁热于二甲苯清洗脱蜡5 min,重复3次,梯度乙醇入水后流水清洗,换为磷酸盐缓冲液(phosphate buffered solution,PBS),胰酶法抗原修复液试剂盒(迈新试剂公司,中国)37℃孵育15 min,静置至室温后PBS漂洗5 min,重复3次。10%山羊血清PBS溶液室温封闭1 h后,滴加Abi3bp多克隆抗体(1∶100稀释,OriGene公司,美国),4℃冰箱孵育过夜,次日PBS漂洗5 min,重复 3次,滴加HRP标记二抗,37℃孵育 15 min,PBS 漂洗 5 min,重复 3 次,镜下控制 3,3’—二氨基联苯胺(diaminobenzidine,DAB)显色(基因科技上海有限公司,中国),流水冲洗5 min,苏木素复染胞核,盐酸酒精分化3~5 s。梯度乙醇脱水,二甲苯透明,中性树胶封片,光镜下观察。

2 结果

Abi3bp蛋白在E14.5的小鼠下颌骨中呈弱阳性表达,下颌骨骨化中心约于此时出现在Meckel软骨(Meckel’s cartilage)外侧。蛋白表达主要见于梅克尔软骨周边的细胞聚集区,而在Meckel软骨中未见明显表达。其亚细胞定位主要为细胞外基质部分。详见图1。

  

图1 Abi3bp蛋白在E14.5小鼠下颌骨中的表达.右图为左图的局部放大A:胚胎第 14.5 天(×4);B:胚胎第 14.5 天(×40)Figure 1 The expression of Abi3bp in mouse mandible of embryonic day 14.5 with different microscope magnification rate A:E14.5(×4);B:E14.5(×40)

Abi3bp蛋白在E18.5的下颌骨中呈现强阳性表达,并且骨组织区域皆可见阳性表达信号,此时Meckel软骨细胞逐渐退化消失,且在Meckel软骨中仍未见明显表达。详见图2。

  

图2 Abi3bp蛋白在E18.5小鼠下颌骨中的表达.右图为左图的局部放大A:胚胎第 18.5 天(×4);B:胚胎第 18.5 天(×40)Figure 2 The expression of Abi3bp in mouse mandible of embryonic day 18.5 with different microscope magnification rate A:E18.5(×4);B:E18.5(×40)

《孙子·谋攻篇》中说:“知己知彼,百战不殆。”何谓“知己”?对自身条件的严格审查和分析,才能知道自己的优势何在,以此进行谋略和战术安排。何谓“知彼”?知彼即对对方的力量进行深入的了解,以做到避强击弱,采取不同的应战方案。这是兵法中最光辉的军事思想,提倡的谋略是建立在了解双方力量的基础上的。这样的智慧,同样适用于语文高考备考。此处之“己”我理解为学生,“彼”为高考大纲、高考真题等。

Abi3bp蛋白在P1的小鼠下颌骨中表达较胚胎期有所降低,呈弱阳性表达,表达区域主要见于骨组织以及牙髓组织。此时磨牙还未萌出。详见图3。

Abi3bp蛋白在P14和P28的小鼠下颌骨组织中检测呈强阳性表达,且表达相对稳定。详见图4、图5。

3 讨论

  

图3 Abi3bp蛋白在P1小鼠下颌骨中的表达。右图为左图的局部放大A: 出生后第 1 天(×4);B:出生后第 1 天(×40)Figure 3 The expression of Abi3bp in mouse mandible of postnatal day 1 (P1) with different microscope magmification rate A:P1(×4);B:P1(×40)

  

图4 Abi3bp蛋白在P14小鼠下颌骨中的表达。右图为左图的局部放大A:出生后第 14 天(×4);B:出生后第 14 天(×40)Figure 4 The expression of Abi3bp in mouse mandible of postnatal day 14(P14) with different microscope magmification rate A:P14(×4);B:P14(×40)

  

图5 Abi3bp蛋白在P28小鼠下颌骨中的表达。右图为左图的局部放大A:出生后第 28 天(×4);B:出生后第 28 天(×40)Figure 5 The expression of Abi3bp in mouse mandible of postnatal day 28(P28) with different microscope magmification rate A:P28(×4);B:P28(×40)

Abi3bp蛋白能够促进细胞黏附以及聚集形成细胞外基质,其在调控细胞的衰老、抑制肿瘤的发生、调控间充质干细胞及心肌祖细胞生物学行为和大骨关节病的发生等方面具有重要作用。研究表明,在小鼠正常的肺组织中可检测到Abi3bp的表达,并且其与胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts,MEFs)的衰老早期及小鼠活体肺组织的衰老相关[5],呈现出年龄依赖性。Abi3bp在绝大多数类型的恶性甲状腺肿瘤中的表达均有显著降低。在裸鼠的肿瘤模型中再表达Abi3bp导致细胞的生长、活性、迁移以及肿瘤的生长均受到了抑制,研究发现此过程可能是通过启动p21信号通路从而使细胞进入衰老过程[6]

Abi3bp在人(h Abi3bp)位于 3q12.2染色体,在小鼠(m Abi3bp)定位于16号染色体。人Abi3bp编码的蛋白质由1 075个氨基酸组成。Abi3bp广泛表达于骨髓、大脑、心脏和肺等正常组织中。Abi3bp可靶向结合于Nesh上的SH3结构,因此又称Tarsh。SH3结构域是Abl-interactor(Abi)蛋白家族所共有的结构,含有50个残余氨基酸,能识别富含脯氨酸和疏水碱基的蛋白质并与之结合[2]。Abi家族成员主要参与细胞骨架的形成,细胞膜边缘波动和板状伪足形成以及细胞迁移的负性调控等生物学过程[3]。Nesh和Abi-1与Abi-2类似,参与了Abi/WAVE复合物的形成。这种大分子复合物也是Rac依赖性肌动蛋白聚合物的关键调节因子之一。肌动蛋白骨架是一个动态的结构,其重排与细胞活动密切相关,能够参与细胞形态改变、运动、内吞及其它基本生命活动。Ichigotani等[4]报道在SRD以及U87 MG cells细胞中过表达Nesh,能够抑制细胞的运动和转移能力。提示其可能参与了细胞微丝骨架的形成调控过程,从而对细胞运动产生影响。

已有文献表明,敲除Abi3bp能够抑制间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)的成骨分化、成软骨分化以及成脂分化。同时,缺乏Abi3bp的MSC表现出相对较强的运动能力[7]。Abi3bp是协调MSC增殖和分化的重要调控因素之一,它能够促进黏着斑的快速转换,减少细胞外基质产生的细胞应力。与在施万氏细胞中相同,Abi3bp蛋白在间充质干细胞中也是通过整合素β1的激活和桩蛋白的磷酸化实现细胞的增殖分化转换[8]

下颌骨是行使咀嚼功能的重要结构,是全身骨骼发育中较为特殊的骨组织。在胚胎发育的早期,外胚层的神经嵴细胞通过迁移至第一腮弓区域后增殖、分化形成颌突外间充质细胞,再进一步分化,通过膜内成骨和软骨内成骨分别形成下颌体部以及下颌支[1]。而迄今为止,在下颌骨的发育过程中关于骨化及软骨化的相关具体调控机制并不十分明确。一般认为,下颌骨体部是以发育过程中短暂出现的梅克尔软骨为支架发育而成。下颌骨骨化中心在胚胎发育E14.5时,出现于梅克尔软骨外侧;而在胚胎发育E18.5时,梅克尔软骨细胞已逐渐降解退化并逐渐为骨基质所取代,此时伴有较多骨基质及结缔组织形成[9-11]。新形成的骨组织表面始终被成骨细胞附着,接着向周围成骨逐渐形成初级骨小梁,随后由初级骨小梁构成的初级骨松质周围的间充质分化为骨膜,最终进入正常生理改建过程[12]。至P1,下颌骨基本形成,下颌髁突软骨成为下颌骨的主要生长中心。随后,软骨内成骨过程不断进行,至出生后1个月,髁突软骨的层域化及生长改建基本完成 [13]。本研究中发现,胚胎时期,从E14.5到E18.5,Abi3bp蛋白在小鼠下颌骨的表达逐渐增强,而在梅克尔软骨中未见表达,出生后,Abi3bp蛋白在P1下颌骨表达有所降低,到牙齿萌出以后,Abi3bp蛋白在P14和P28的下颌骨表达增强且相对比较稳定。提示Abi3bp可能在下颌骨早期膜内成骨及牙萌出后的下颌骨生理改建及颌骨稳定中发挥作用。而进一步明确Abi3bp蛋白的生物学功能及分子机制,可为理解下颌骨发育的调控机制以及相关疾病的防治,提供依据和新的思路。

物理防治主要采用防虫网隔离防护,黄板诱杀等措施。生物防治主要采用抗生菌治虫,阿维菌素防治美洲班潜蝇及螨类,浏阳霉素和华光霉素防治红蜘蛛和茶黄螨,苦参等植物源农药防治多种害虫;抗生素治病,农抗120灌根可防治瓜类枯萎病,喷雾可防治瓜类白粉病、番茄早疫病等,武夷菌素防治瓜类黑星病、番茄叶霉病效果较好。黄瓜的霜霉病,番茄的灰霉病可以采用生态防治法,通过调节棚温的方法控制病害蔓延。

参考文献:

[1] Trainor P A,Arizamcnaughton L,Krumlauf R,et al.Role of the isthmus and FGFs in resolving the paradox of neural crest plasticity and prepatterning.[J].Science,2002,295(5558):1288-1291.

[2] Matsuda S,Iriyama C,Yokozaki S,et al.Cloning and sequencing of a novel human gene that encodes a putative target protein of Nesh-SH3.[J].J Hum Genet,2001,46(8):483-486.

[3] Guimaraes G,Latini F R,Camacho C P,et al.Identification of candidates for tumor-specific alternative splicing in the thyroid.[J].Genes Chromosomes Cancer,2006,45(6):540-553.

[4] Ichigotani Y,Yokozaki S,Fukuda Y,et al.Forced expression of NESH suppresses motility and metastatic dissemination of malignant cells[J].Cancer Res,2002,62(8):2215-2219.

[5] Uekawa N,Terauchi K,Nishikimi A,et al.Expression of TARSH gene in MEFs senescence and its potential implication in human lung cancer[J].Biochem Biophys Res Commun,2005,329(3):1031-1038.

[6] Latini F R,Hemerly J P,Oler G,et al.Re-expression of ABI3-binding protein suppresses thyroid tumor growth by promoting senescence and inhibiting invasion[J].Endocr-Relat Cancer,2008,15(3):787-799.

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[8] Chen L,Bailey D,Fernandezvalle C,et al.Association of β1 integrin with focal adhesion kinase and paxillin in differentiating Schwann cells[J].J Neurosci,2000,20(10):3776-3784.

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[12]Caplan A I.Bone development and repair[J].Bioessays,1987,6(4):171-175.

[13]Shen G,Darendeliler M A.The adaptive remodeling of condylar cartilage-a transition from chondrogenesis to osteogenesis[J].J Dent Res,2005,84(8):691-699.

 
林雨恒,欧阳宁鹃,赵闫,卢陈佩,代杰文,沈国芳
《口腔颌面外科杂志》2018年第01期文献

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